基于《水資源優(yōu)化配置理論及應(yīng)用案例》探索計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)水資源優(yōu)化利用的輔助作用

武朝霞 匡麗虹

我國(guó)水資源的顯著特點(diǎn)是水資源短缺且分布不均，加上水污染問(wèn)題日益突出，水資源的利用狀況不容樂(lè)觀，制約了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展。水資源的優(yōu)化利用能有效增加水資源的利用效能，引入先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，并將其應(yīng)用于水資源的優(yōu)化配置和利用中，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義?！端Y源優(yōu)化配置理論及應(yīng)用案例》一書以水資源優(yōu)化配置和解決區(qū)域性缺水問(wèn)題為導(dǎo)向，用實(shí)際案例系統(tǒng)闡述水資源優(yōu)化利用與管理的工作機(jī)理，為水資源優(yōu)化配置提供了可靠依據(jù)。

該書第一章介紹南水北調(diào)中線工程河南受水區(qū)概況，以此為實(shí)例介紹了其供水情況；第二章為水資源系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特征分析方法研究；第三章對(duì)南水北調(diào)中線工程河南受水區(qū)水資源的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特征進(jìn)行分析；第四章介紹復(fù)雜系統(tǒng)水文水資源要素預(yù)測(cè)模型；第五章對(duì)城市生態(tài)環(huán)境需水量及評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行研究；第六章介紹復(fù)雜水資源系統(tǒng)合理配置的理論體系；第七章為復(fù)雜水資源系統(tǒng)的多目標(biāo)優(yōu)化配置模型及求解；第八章介紹南水北調(diào)中線工程河南受水區(qū)水資源的合理配置；第九章對(duì)典型城市（ 鄭州市） 的水資源配置方案進(jìn)行了研究；第十章為南水北調(diào)水價(jià)分析；第十一章整體介紹了南水北調(diào)中線工程河南段水資源的優(yōu)化利用與管理決策系統(tǒng)。

從《水資源優(yōu)化配置理論及應(yīng)用案例》一書中，可以了解水資源優(yōu)化配置與水資源管理的工作機(jī)理，同時(shí)反映了計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)水資源優(yōu)化配置的重要輔助作用。近年來(lái)，國(guó)家非常重視水利信息化建設(shè)，出臺(tái)了《水利部信息化建設(shè)與管理辦法》，為借助計(jì)算機(jī)技術(shù)開展水資源優(yōu)化利用提供了政策依據(jù)，更好地服務(wù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)水資源優(yōu)化利用的輔助作用主要體現(xiàn)在預(yù)測(cè)、調(diào)度等關(guān)鍵技術(shù)上。

一是水資源預(yù)測(cè)云計(jì)算。水資源不僅是自然資源，更是經(jīng)濟(jì)資源，因此水資源的優(yōu)化利用與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展密切相關(guān)。對(duì)水資源總量進(jìn)行預(yù)測(cè)，能夠?yàn)樗Y源優(yōu)化利用奠定基礎(chǔ)。水資源總量預(yù)測(cè)需要考慮多個(gè)方面的內(nèi)容，例如水循環(huán)、水分配、水資源調(diào)控過(guò)程等，將歷年相關(guān)水資源信息基于分布式計(jì)算架構(gòu)進(jìn)行云計(jì)算處理，可以模擬得出水資源預(yù)測(cè)結(jié)果。同時(shí)還應(yīng)當(dāng)注意，在進(jìn)行水資源預(yù)測(cè)云計(jì)算的過(guò)程中需要不斷提升水資源數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，以提高預(yù)測(cè)的精準(zhǔn)度。但是，水資源總量預(yù)測(cè)往往受到多種因素影響，例如水資源預(yù)測(cè)云計(jì)算模型設(shè)計(jì)不同、水資源信息不完整等，導(dǎo)致水資源總量預(yù)測(cè)存在一定的技術(shù)難點(diǎn)，尚需進(jìn)一步研究。總的來(lái)說(shuō)，相較于傳統(tǒng)預(yù)測(cè)方式，水資源預(yù)測(cè)云計(jì)算的準(zhǔn)確性更高，為水資源的優(yōu)化利用創(chuàng)造了良好的基礎(chǔ)。

二是水資源供給智慧調(diào)度。水資源供給智慧調(diào)度是在對(duì)水資源總量進(jìn)行合理預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上開展的。整合水資源信息，將水資源短缺的地區(qū)與水資源充足的地區(qū)相互匹配，進(jìn)行水資源調(diào)配，有助于更好地優(yōu)化利用水資源。通過(guò)水資源供給智慧調(diào)度技術(shù)，能夠從時(shí)間、空間等多個(gè)維度進(jìn)行綜合考慮，改善水資源配置的不確定性，降低相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)。水資源種類多樣，包括地表水、地下水及非常規(guī)水（雨水、再生水等），針對(duì)不同種類的水資源，進(jìn)行優(yōu)化配置時(shí)要區(qū)別對(duì)待。例如對(duì)地表水進(jìn)行調(diào)配時(shí)，應(yīng)當(dāng)首要考慮地表水的供應(yīng)能力；在對(duì)地下水進(jìn)行調(diào)配時(shí)，不僅要考慮地下水的儲(chǔ)備能力，還要注意解決地下水開采可能產(chǎn)生的后續(xù)問(wèn)題；在對(duì)非常規(guī)水資源進(jìn)行調(diào)配時(shí)，一方面對(duì)雨水資源的實(shí)時(shí)調(diào)度要充分合理，另一方面要對(duì)再生水等水資源進(jìn)行統(tǒng)籌管理，這樣才能讓非常規(guī)水發(fā)揮更大的作用。

三是水資源管理精準(zhǔn)投遞。水資源管理精準(zhǔn)投遞面臨較為復(fù)雜的環(huán)境因素，在實(shí)現(xiàn)水資源管理精準(zhǔn)投遞之前，需要對(duì)水資源優(yōu)化利用的整個(gè)過(guò)程提前進(jìn)行準(zhǔn)確模擬，這樣有助于掌握水資源的實(shí)時(shí)狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)水資源調(diào)度過(guò)程。水資源優(yōu)化利用模擬內(nèi)容包括水源水質(zhì)監(jiān)測(cè)、水量監(jiān)測(cè)、緊急情況預(yù)警等，要在當(dāng)?shù)厮椤⒑登榧皩?duì)水資源的具體需求等數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，對(duì)未來(lái)相應(yīng)情況進(jìn)行科學(xué)預(yù)測(cè)，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)水資源精準(zhǔn)投遞。通過(guò)水資源管理投遞系統(tǒng)，能夠基于不同地區(qū)的具體情況，優(yōu)化精準(zhǔn)投遞路徑，避免水資源在投遞過(guò)程中出現(xiàn)超負(fù)荷情況或浪費(fèi)現(xiàn)象，提高水資源利用效率。

隨著中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，水資源短缺及不平衡問(wèn)題也應(yīng)當(dāng)?shù)玫浇鉀Q，在計(jì)算機(jī)技術(shù)的加持下，水資源管理可以創(chuàng)新應(yīng)用水資源預(yù)測(cè)云計(jì)算、水資源供給智慧調(diào)度、水資源管理精準(zhǔn)投遞等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜時(shí)空下水資源的優(yōu)化利用，顯著提升水資源的利用效能。水資源管理相關(guān)從業(yè)人員可以通過(guò)參考《水資源優(yōu)化配置理論及應(yīng)用案例》一書，學(xué)習(xí)水資源優(yōu)化配置的相關(guān)理論知識(shí)，推動(dòng)計(jì)算機(jī)技術(shù)在水資源管理中的深入應(yīng)用。